วันพุธที่ 18 พฤศจิกายน พ.ศ. 2552

โรงงานไฟฟ้า

โรงไฟฟ้าพลังงานทดแทน
พลังงานทดแทน โดยทั่วไปหมายถึงพลังงานที่มีอยู่ทั่วไปตามธรรมชาติและสามารถมีทดแทนได้อย่างไม่จำกัด (เมื่อเทียบกับพลังงานหลักในปัจจุบัน เช่น น้ำมันหรือถ่านหินซึ่งมีเฉพาะที่ และรวมถึงต้นทุนที่สูงขึ้นเรื่อยๆ ในการสำรวจและขุดเจาะแหล่งน้ำมันใหม่ๆ) ตัวอย่าง พลังงานทดแทนที่สำคัญเช่นแสงอาทิตย์ ลม คลื่นทะเล กระแสน้ำ ความร้อนจากใต้ผิวโลก หลังงานจากกระบวกการชีวภาพเช่นบ่อก๊าซชีวภาพ
พลังงานทดแทนอีกประเภทหนึ่งเป็นแหล่งพลังงานที่ใช้แล้วสามารถหมุนเวียนมาใช้ได้อีก เรียกว่า พลังงานหมุนเวียน ได้แก่ แสงอาทิตย์ ลม ชีวมวล น้ำ และไฮโดรเจน เป็นต้น ซึ่งในที่นี้จะขอกล่าวถึงเฉพาะศักยภาพ และสถานภาพการใช้ประโยชน์ของพลังงานทดแทน การศึกษาและพัฒนาพลังงานทดแทนเป็นการศึกษา ค้นคว้า ทดสอบ พัฒนา และสาธิต ตลอดจนส่งเสริมและเผยแพร่พลังงานทดแทน ซึ่งเป็นพลังงานที่สะอาด ไม่มีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม และเป็นแหล่งพลังงานที่มีอยู่ในท้องถิ่น เช่น พลังงานลม แสงอาทิตย์ ชีวมวล และอื่นๆ เพื่อให้มีการผลิต และการใช้ประโยชน์อย่างแพร่หลาย มีประสิทธิภาพ และมีความเหมาะสมทั้งทางด้านเทคนิค เศรษฐกิจ และสังคม
สำหรับผู้ใช้ในเมือง และชนบท ซึ่งในการศึกษา ค้นคว้า และพัฒนาพลังงานทดแทนดังกล่าว ยังรวมถึงการพัฒนาเครื่องมือ เครื่องใช้ และอุปกรณ์เพื่อการใช้งานมีประสิทธิภาพสูงสุดด้วย งานศึกษา และพัฒนาพลังงานทดแทน เป็นส่วนหนึ่งของแผนงานพัฒนาพลังงานทดแทน ซึ่งมีโครงการที่เกี่ยวข้องโดยตรงภายใต้แผนงานนี้คือ โครงการศึกษาวิจัยด้านพลังงาน และมีความเชื่อมโยงกับแผนงานพัฒนาชนบทในโครงการจัดตั้งระบบผลิตไฟฟ้าประจุแบตเตอรี่ด้วยเซลล์แสงอาทิตย์สำหรับหมู่บ้านชนบทที่ไม่มีไฟฟ้า โดยงานศึกษา และพัฒนาพลังงานทดแทนจะเป็นงานประจำที่มีลักษณะการดำเนินงานของกิจกรรมต่างๆ ในเชิงกว้างเพื่อสนับสนุนการพัฒนาเทคโนโลยีพลังงานทดแทน ทั้งในด้านวิชาการเชิงทฤษฎี และอุปกรณ์เครื่องมือทดลอง และการทดสอบ รวมถึงการส่งเสริมและเผยแพร่ ซึ่งจะเป็นการสนับสนุน และรองรับความพร้อมในการจัดตั้งโครงการใหม่ๆ ในโครงการศึกษาวิจัยด้านพลังงานและโครงการอื่นๆ ที่เกี่ยวข้อง เช่น การศึกษาค้นคว้าเบื้องต้น การติดตามความก้าวหน้าและร่วมมือประสานงานกับหน่วยงานที่เกี่ยวข้องในการพัฒนาต้นแบบ ทดสอบ วิเคราะห์ และประเมินความเหมาะสมเบื้องต้น และเป็นงานส่งเสริมการพัฒนาโครงการที่กำลังดำเนินการให้มีความสมบูรณ์ยิ่งขึ้น ตลอดจนสนับสนุนให้โครงการที่เสร็จสิ้นแล้วได้นำผลไปดำเนินการส่งเสริม และเผยแพร่และการใช้ประโยชน์อย่างเหมาะสมต่อไป
ประเภทของพลังงานทดแทน
ในปัจจุบันเรื่องพลังงานเป็นปัญหาใหญ่ของโลก และนับวันจะมีผลกระทบรุนแรงต่อมวลมนุษยชาติมากขึ้นทุกที การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทยก็เป็นอีกหนึ่งหน่วยงานที่ให้ความสำคัญในการร่วมหาหนทางแก้ไข ทำการศึกษา ค้นคว้า สำรวจ ทดลอง ติดตามเทคโนโลยีอย่างจริงจังและต่อเนื่องมาโดยตลอด เพื่อเตรียมพร้อมสำหรับการนำพลังงานทดแทนและเทคโนโลยีใหม่ๆในด้านพลังงานทดแทนเข้ามาใช้ในประเทศไทยต่อไป โดยคำนึงถึงทรัพยากรและสิ่งแวดล้อมซึ่งพอจะจำแนกประเภทของพลังงานทดแทนได้ดังนี้
- พลังงานแสงอาทิตย์
ดวงอาทิตย์ให้พลังงานจำนวนมหาศาลแก่โลกของเรา พลังงานจากดวงอาทิตย์จัดเป็นพลังงานหมุนเวียนที่สำคัญที่สุด เป็นพลังงานสะอาดไม่ทำปฎิกิริยาใดๆอันจะทำให้สิ่งแวดล้อมเป็นพิษ เซลล์แสงอาทิตย์จึงเป็นสิ่งประดิษฐ์ทางอิเล็คทรอนิคส์ชนิดหนึ่ง ที่ถูกนำมาใช้ผลิตไฟฟ้า เนื่องจากสามารถเปลี่ยนเซลล์แสงอาทิตย์ให้เป็นพลังงานไฟฟ้าได้โดยตรง ส่วนใหญ่เซลล์แสงอาทิตย์ทำมาจากสารกึ่งตัวนำพวกซิลิคอน มีประสิทธิภาพในการเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์ให้เป็นพลังงานไฟฟ้าได้สูงถึง 22 เปอร์เซนต์
ในส่วนของประเทศไทยซึ่งตั้งอยู่บริเวณใกล้เส้นศูนย์สูตร จึงได้รับพลังงานจากแสงอาทิตย์ในเกณฑ์สูง พลังงานโดยเฉลี่ยซึ่งรับได้ทั่วประเทศประมาณ 4 ถึง 4.5 กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อตารางเมตรต่อวัน ประกอบด้วยพลังงานจากรังสีตรง (Direct Radiation) ประมาณ 50 เปอร์เซนต์ ส่วนที่เหลือเป็นพลังงานรังสีกระจาย (Diffused Radiation) ซึ่งเกิดจากละอองน้ำในบรรยากาศ(เมฆ) ซึ่งมีปริมาณสูงกว่าบริเวณที่ห่างจากเส้นศูนย์สูตรออกไปทั้งแนวเหนือ - ใต้
- พลังงานอุณหภูมิ และ ความร้อนจากแสงอาทิตย์
พลังงานอุณหภูมิ เป็นพลังงานทดแทนใหม่ในยุคโลกร้อน พลังงานอุณหภูมิเกิดจากความร้อนของแสงอาทิตย์ และภาวะเรือนกระจกที่สะสมความร้อนเอาไว้บริเวณพื้นผิวโลก ทำให้พื้นผิวโลกมีอุณหภูมิที่ร้อน ความร้อนเหล่านี้ถือได้ว่าเป็นพลังงานความร้อนชนิดหนึ่งในลักษณะชนิดอุณหภูมิต่ำ จะมีอุณหภูมิระหว่าง 27-40 องศาเซลเซียส ในปี 2551 ได้มีนักวิจัยชาวไทย ได้คิดค้นหาวิธีการที่จะนำเอาพลังงานความร้อนเหล่านี้มาใช้งาน โดยใช้เครื่องจักรกลพลังงานอุณหภูมิ เครื่องจักรกลชนิดนี้ จะนำพาความร้อนจากพื้นผิวโลกเข้ามาภายในเครื่องจักร เพื่อทำปฎิกิริยาทางเคมี ทำให้สารเคมีเดือดที่อุณหภูมิต่ำ และกลายเป็นไอก๊าซ ที่มีแรงดันสูง และมีประสิทธิภาพในการหมุนกังหันเพื่อไปผลิตกระแสไฟฟ้าได้
- พลังงานลม
เป็นพลังงานธรรมชาติที่เกิดจากความแตกต่างของอุณหภูมิ 2 ที่ ซึ่งสะอาดและบริสุทธิ์ใช้แล้วไม่มีวันหมดสิ้นไปจากโลก ได้รับความสนใจนำมาพัฒนาให้เกิดประโยชน์อย่างกว้างขวาง ในขณะเดียวกัน กังหันลมก็เป็นอุปกรณ์ชนิดหนึ่งที่สามารถนำพลังงานลมมาใช้ให้เป็นประโยชน์ได้ โดยเฉพาะในการผลิตกระแสไฟฟ้า และในการสูบน้ำ ซึ่งได้ใช้งานกันมาแล้วอย่างแพร่หลายพลังงานลมเกิดจากพลังงานจากดวงอาทิตย์ตกกระทบโลกทำให้อากาศร้อน และลอยตัวสูงขึ้น อากาศจากบริเวณอื่นซึ่งเย็นและหนาแน่นมากกว่าจึงเข้ามาแทนที่ การเคลื่อนที่ของอากาศเหล่านี้เป็นสาเหตุให้เกิดลม และมีอิทธิพลต่อสภาพลมฟ้าอากาศในบางพื้นที่ของประเทศไทย โดยเฉพาะอย่างยิ่งแนวฝั่งทะเลอันดามันและด้านทะเลจีน(อ่าวไทย) มีพลังงานลมที่อาจนำมาใช้ประโยชน์ในลักษณะพลังงานกล (กังหันสูบน้ำกังหันผลิตไฟฟ้า) ศักยภาพของพลังงานลมที่สามารถ นำมาใช้ประโยชน์ได้สำหรับประเทศไทย มีความเร็ว อยู่ระหว่าง 3 - 5 เมตรต่อวินาที และความเข้มพลังงานลมที่ประเมินไว้ได้อยู่ระหว่าง 20 - 50 วัตต์ต่อตารางเมตร
- พลังงานความร้อนใต้พิภพ
น้ำร้อนที่ถูกนำไปใช้ในการผลิตไฟฟ้าแล้วนั้น แม้อุณหภูมิจะลดลงบ้าง แต่ก็ยังสามารถนำไปประยุกต์ใช้ในการอบแห้ง และใช้ในห้องเย็นสำหรับเก็บรักษาพืชผลทางการเกษตรได้ นอกจากนั้น น้ำที่เหลือใช้แล้วยังสามารถนำไปใช้ในกิจการเพื่อกายภาพบำบัด และการท่องเที่ยวได้อีก ท้ายที่สุดคือ น้ำทั้งหมดซึ่งยังมีสภาพเป็นน้ำอุ่นอยู่เล็กน้อย จะถูกปล่อยลงไปผสมกับน้ำตามธรรมชาติในลำน้ำ ซึ่งนับเป็นการเพิ่มปริมาณน้ำให้กับเกษตรกรในฤดูแล้งได้อีกทางหนึ่งด้วย
- พลังงานชีวมวล
เชื้อเพลิงที่มาจากชีวะ หรือสิ่งมีชีวิตเช่น ไม้ฟืน แกลบ กากอ้อย เศษไม้ เศษหญ้า เศษเหลือทิ้งจากการเกษตร เหล่านี้ใช้เผาให้ความร้อนได้ และความร้อนนี้แหละที่เอาไปปั่นไฟ นอกจากนี้ยังรวมถึงมูลสัตว์และของเสียจากโรงงานแปรรูปทางการเกษตร เช่น เปลือกสับปะรดจากโรงงานสับปะรดกระป๋อง หรือน้ำเสียจากโรงงานแป้งมัน ที่เอามาหมักและผลิตเป็นก๊าซชีวภาพ โดยเหตุที่ประเทศไทยทำการเกษตรอย่างกว้างขวาง วัสดุเหลือใช้จากการเกษตร เช่น แกลบ ขี้เลื่อย ชานอ้อย กากมะพร้าว ซึ่งมีอยู่จำนวนมาก (เทียบได้น้ำมันดิบปีละไม่น้อยกว่า 6,500 ล้านลิตร) ก็ควรจะใช้เป็นเชื้อเพลิงผลิตไฟฟ้าในเชิงพาณิชย์ได้
ในกรณีของโรงเลื่อย โรงสี โรงน้ำตาลขนาดใหญ่ อาจจะยินยอมให้จ่ายพลังงานไฟฟ้าให้กับระบบไฟฟ้าของการไฟฟ้าต่างๆในประเทศ ในลักษณะของการผลิตร่วม (Co-generation) ซึ่งมีใช้อยู่แล้วหลายแห่งในต่างประเทศโดยวิธีดังกล่าวแล้วจะช่วยให้สามารถใช้ประโยชน์จากแหล่งพลังงานในประเทศสำหรับส่วนรวมได้มากยิ่งขึ้นทั้งนี้อาจจะรวมถึงการใช้ไม้ฟืนจากโครงการปลูกไม้โตเร็วในพื้นที่นับล้านไร่ ในกรณีที่รัฐบาลจำเป็นต้องลดปริมาณการปลูกมันสำปะหลัง อ้อย เพื่อแก้ปัญหาระยะยาวทางด้านการตลาดของพืชทั้งสองชนิด อนึ่ง สำหรับผลิตผลจากชีวมวลในลักษณะอื่นที่ยังใช้เป็นเชื้อเพลิงได้ เช่น แอลกอฮอล์ จากมันสำปะหลัง ก๊าซจากฟืน(Gasifier) ก๊าซจากการหมักเศษวัสดุเหลือจากการเกษตร(Bio Gas) ขยะ ฯ หากมีความคุ้มค่าในเชิงพาณิชย์ก็อาจนำมาใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับผลิตไฟฟ้าได้เช่นกัน
- พลังงานน้ำ
พื้นผิวโลกถึง 70 เปอร์เซนต์ ปกคลุมด้วยน้ำ ซึ่งมีความสำคัญยิ่งต่อสิ่งมีชีวิตทั้งหลาย น้ำเหล่านี้มีการเปลี่ยนสถานะและหมุนเวียนอยู่ตลอดเวลา ระหว่างผิวโลกและบรรยากาศอย่างต่อเนื่อง ซึ่งเรียกว่า วัฏจักรของน้ำ น้ำที่กำลังเคลื่อนที่มีพลังงานสะสมอยู่มาก และมนุษย์รู้จักนำพลังงานนี้มาใช้หลายร้อยปีแล้ว เช่น ใช้หมุนกังหันน้ำ ปัจจุบันมีการนำพลังงานน้ำไปหมุนกังหันของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าในโรงไฟฟ้าพลังน้ำเพื่อผลิตไฟฟ้า
- พลังงานจากขยะ
พลังงานจากขยะจากบ้านเรือนและกิจการต่างๆ เป็นแหล่งพลังงานที่มีศักยภาพสูง ขยะเหล่านี้ส่วนใหญ่เป็นมวลชีวภาพ เช่น กระดาษ เศษอาหาร และไม้ ซึ่งสามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงในโรงไฟฟ้าที่ถูกออกแบบให้ใช้ขยะเป็นเชื้อเพลิงได้ ที่เมืองบัลโม ประเทศสวีเดน ไฟฟ้าที่ใช้ประมาณ 20 เปอร์เซนต์ มาจากการเผาขยะ โรงไฟฟ้าที่ใช้ขยะเป็นเชื้อเพลิง จะนำขยะมาเผาบนตะแกรง ความร้อนที่เกิดขึ้นใช้ต้มน้ำในหม้อน้ำจนกลายเป็นไอน้ำเดือด ซึ่งจะไปหมุนกังหันของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (เหมือนกับโรงไฟฟ้าอื่นๆ)
โรงไฟฟ้าพลังงานทดแทน. ( ออนไลน์ ) .เข้าถึงได้จาก

โรงงานไฟฟ้า

โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
กระแสไฟฟ้าที่ผลิตจากโรงไฟฟ้าพลังความร้อนมีหลักการคือ ใช้เชื้อเพลิง ต้มน้ำให้เดือดกลายเป็นไอน้ำ แล้วส่งไอน้ำไปหมุนกังหันไอน้ำซึ่งเชื่อมต่อเพลาอยู่กับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า หลังจากปรับแรงดันไฟฟ้าให้เหมาะสม ก็ส่งกระแสไฟฟ้าไปตามสายส่ง เพื่อใช้งานตามบ้านเรือน สำนักงาน และโรงงานอุตสาหกรรมต่อไป เชื้อเพลิงที่ใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้ามีอยู่หลายชนิด ได้แก่ น้ำมัน ถ่านหิน ก๊าซธรรมชาติ และธาตุยูเรเนียม
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์เป็นโรงไฟฟ้าพลังความร้อนชนิดหนึ่ง โดยเป็นความร้อนที่เกิดจากปฏิกิริยาแตกตัวทางนิวเคลียร์อย่างต่อเนื่อง หรือเรียกว่า ปฏิกิริยาลูกโซ่ นิวเคลียร์ ซึ่งเกิดจากการใช้อนุภาคนิวตรอนวิ่งชนนิวเคลียสของเชื้อเพลิง (ธาตุยูเรเนียม) ให้แตกและเกิดความร้อน จากนั้น จึงถ่ายเทความร้อนที่เกิดขึ้นให้น้ำกลายเป็นไอน้ำเพื่อไปหมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้า โรงไฟฟ้านิวเคลียร์มีหลายแบบ ที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบันมี ๓ แบบ ได้แก่ โรงไฟฟ้านิวเคลียร์แบบปฏิกรณ์ความดันสูง โรงไฟฟ้านิวเคลียร์แบบปฏิกรณ์น้ำเดือด และโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ แบบแคนดู
ส่วนสำคัญของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์คือ เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ ซึ่งปฏิกิริยาแตกตัวทางนิวเคลียร์จะเกิดขึ้นอยู่ภายในถังปฏิกรณ์เพื่อผลิตความร้อน แล้วใช้สารระบายความร้อน (น้ำหรือน้ำมวลหนัก) ถ่ายเทออกไป เพื่อผลิตไอน้ำส่งเข้าระบบกังหันไอน้ำให้หมุน และพาเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหมุนตาม ทำการผลิตไฟฟ้าออกมาใช้งาน เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์จะมีสารหน่วงนิวตรอน (น้ำ หรือน้ำมวลหนัก หรือแกรไฟต์) เพื่อลดพลังงานของนิวตรอนที่เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาแตกตัวซึ่งมีพลังงานสูงมาก ให้เป็นนิวตรอนที่มีพลังงานต่ำลง ทั้งนี้เพื่อให้นิวตรอนทำปฏิกิริยานิวเคลียร์ได้ต่อไปอย่างเต็มที่และต่อเนื่อง นอกจากนี้ ต้องมีแท่งควบคุมซึ่งทำด้วยสารที่ดูดจับนิวตรอนได้ดี ทำหน้าที่ควบคุมการเกิดปฏิกิริยาแตกตัวให้เพิ่มขึ้น คงที่ ลดลง หรือหยุดการเดินเครื่อง แท่งควบคุมนี้สามารถดำเนินการได้โดยอัตโนมัติ โรงไฟฟ้านิวเคลียร์เน้นหนักในเรื่องความปลอดภัยมาก จึงได้รับการออกแบบให้มีระบบความปลอดภัยหลายระบบ เพื่อป้องกันและรองรับอุบัติเหตุที่ อาจเกิดขึ้นได้ โดยยึดหลักการป้องกันหลายชั้น การดำเนินงานเรื่องโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ต้องเป็นไปตามหลักเกณฑ์ของทบวงการพลังงานปรมาณูระหว่างประเทศแห่งสหประชาชาติ นับตั้งแต่การเลือกสถานที่ตั้ง การออกแบบ การก่อสร้าง และการทดสอบการเดินเครื่อง การบำรุงรักษา จนกระทั่งการเปลี่ยนเชื้อเพลิง
เชื้อเพลิงที่ใช้ในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ส่วนมากผลิตจากแร่ยูเรเนียม ซึ่งมีธาตุที่สามารถแตกตัวได้ผสมอยู่ เช่น ยูเรเนียม-๒๓๘ ยูเรเนียม-๒๓๕ และบางกรณีอาจใช้พลูโตเนียม-๒๓๙ ธาตุที่นิยมใช้มากที่สุดคือ ยูเรเนียม-๒๓๕ โรงไฟฟ้านิวเคลียร์แบบแคนดูสามารถใช้ธาตุยูเรเนียมจากธรรมชาติมาผลิตเป็นเชื้อเพลิงได้ แต่ต้องเปลี่ยนเชื้อเพลิงบ่อยมากทุกวันหรือทุกสัปดาห์ ส่วนโรงไฟฟ้านิวเคลียร์แบบปฏิกรณ์ความดันสูงและแบบปฏิกรณ์น้ำเดือดนั้น ต้องนำธาตุยูเรเนียมธรรมชาติ ซึ่งมีส่วนผสมของธาตุที่แตกตัวได้ (ยูเรเนียม-๒๓๕) ประมาณร้อยละ ๐.๗ มาผ่านกระบวนการเพิ่มสัดส่วนให้ได้ความเข้มข้นเพิ่มขึ้นเป็นร้อยละ ๒.๘ - ๓.๒ แล้วแปลงสภาพให้เป็นเม็ดรูปทรงกระบอก ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง ๐.๘ เซนติเมตร และยาว ๑.๕ เซนติเมตร นำไปบรรจุเรียงกันในแท่งโลหะ แล้วมัดรวมกันเป็นมัดเชื้อเพลิงเพื่อนำไปใช้งาน ประมาณ ๑๒ - ๑๘ เดือน จึงเปลี่ยนเชื้อเพลิง เชื้อเพลิงที่ใช้แล้วยังสามารถนำมาสกัดเอาธาตุยูเรเนียม-๒๓๕ ที่เหลือเพื่อทำเป็นเม็ดเชื้อเพลิงนำมาใช้ใหม่ได้อีก
เชื้อเพลิงที่ใช้แล้วยังไม่ถือว่าเป็นกากอย่างแท้จริง เพราะมีธาตุที่มีค่าเกิดขึ้นปนอยู่ภายในเม็ดเชื้อเพลิงที่ใช้แล้ว ซึ่งประกอบด้วยไอโซโทปของธาตุต่างๆเกือบ ๒๐๐ ชนิด เชื้อเพลิงที่ใช้แล้วโดยปกติจะเก็บอยู่ในรูปของมัดเชื้อเพลิง และนำไปบรรจุอยู่ในที่เก็บซึ่งแช่อยู่ในบ่อน้ำภายในโรงไฟฟ้า มีพื้นที่ประมาณสระว่ายน้ำมาตรฐานทั่วๆไป โดยสามารถเก็บเชื้อเพลิงจากการใช้งานได้นานตลอดอายุการใช้งานโรงไฟฟ้า เพื่อรอ
การตัดสินใจในนโยบายขั้นสุดท้ายว่า จะนำกลับมาใช้ประโยชน์ใหม่ หรือฝังเก็บถาวร
ในบางประเทศมีนโยบายสกัดเชื้อเพลิงที่ใช้แล้วนำกลับมาใช้งานอีกครั้ง ดังนั้น หลังจากมัดเชื้อเพลิงถูกแช่ในบ่อน้ำไม่ต่ำกว่า ๒ ปี จะถูกนำขึ้นมาบรรจุถัง เพื่อลำเลียงไปยังโรงงานสกัดเชื้อเพลิง สำหรับประเทศที่มีนโยบายฝังเก็บเชื้อเพลิงใช้แล้วแบบถาวร ถังบรรจุมัดเชื้อเพลิงจะถูกนำไปฝังเก็บอย่างถาวรในลักษณะเดียวกับกากกัมมันตรังสีระดับสูง กากกัมมันตรังสีในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์เกิดจากการทำงานในส่วนต่างๆของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ โดยทางตรงจะเกี่ยวข้องกับ ระบบปฏิกรณ์นิวเคลียร์ เช่น ไส้กรองสารรังสี น้ำล้างทำความสะอาดโรงไฟฟ้า และเชื้อเพลิงที่ใช้แล้ว ส่วนทางอ้อม ได้แก่ ถุงมือ และเสื้อผ้าของผู้ปฏิบัติงาน การจัดการกากกัมมันตรังสีจากโรงงานสกัดเชื้อเพลิงมีหลายวิธี โดยขึ้นอยู่กับระดับ ความแรงของรังสี สำหรับเชื้อเพลิงที่ใช้แล้วจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ เมื่อนำไปสกัดท่อหุ้มมัดเชื้อเพลิงออกแล้ว จะได้รับการจัดการเช่นเดียวกับกากอื่นๆจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ส่วนกากที่ได้จากการสกัดแยกยูเรนียมและพลูโตเนียมออกแล้ว ถือเป็นกากกัมมันตรังสีระดับสูงซึ่งจะนำไปผสมรวมตัวกับแก้วหลอมชนิดพิเศษ (บอโรซิลิเคต) ให้เป็นเนื้อเดียวกัน แล้วบรรจุกากนี้ลงในถัง และนำไปจัดเก็บในสถานที่ที่ได้จัดเตรียมไว้ต่อไป การเก็บกากกัมมันตรังสีระดับสูงที่เหมาะสมและได้รับความนิยมว่ามีความปลอดภัยที่สุดในปัจจุบันคือ การฝังลงในชั้นหินแข็ง เช่น หินแกรนิต หรือหินชนิดอื่นที่มีความแข็งใกล้เคียงกัน มีความลึกจากระดับผิวดินกว่า ๕๐๐ เมตรขึ้นไป ขึ้นอยู่กับความลึกของชั้นหินแข็งในแต่ละสถานที่นั้น
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์มีส่วนประกอบที่สำคัญ คือ
๑) อาคารปฏิกรณ์ ประกอบด้วย เครื่องปฏิกรณ์ เครื่องผลิตไอน้ำ เครื่องควบคุมความดัน ปั๊มน้ำระบายความ ร้อน อุปกรณ์อื่นๆ เช่น วัสดุกำบังรังสี ระบบควบคุมการเดินเครื่อง และระบบความปลอดภัยต่างๆ
๒) อาคารเสริมระบบปฏิกรณ์ ประกอบด้วย เครื่องมืออุปกรณ์สำหรับการเดินเครื่องปฏิกรณ์ อุปกรณ์ความปลอดภัย บ่อเก็บเชื้อเพลิงใช้แล้ว
๓) อาคารกังหันไอน้ำ ประกอบด้วย ชุดกังหันไอน้ำ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าและอุปกรณ์ประกอบ
๔) สถานีไฟฟ้าแรงสูง ประกอบด้วย ระบบสายส่งไฟฟ้าแรงสูงและอุปกรณ์ประกอบ
๕) อาคารฝึกหัดเดินเครื่องโรงไฟฟ้า ประกอบด้วย แบบจำลองสำหรับฝึกหัดเดินเครื่องโรงไฟฟ้า ทั้งสภาวะปกติและฉุกเฉิน
๖) อาคารระบบคอมพิวเตอร์ ประกอบด้วย ระบบอุปกรณ์/ข้อมูลสำหรับ การเดินเครื่องโรงไฟฟ้า
๗) หม้อแปลงไฟฟ้า ประกอบด้วย หม้อแปลงไฟฟ้าหลัก และหม้อแปลงไฟฟ้าสำรองสำหรับการเดินเครื่อง
๘) อาคารอำนวยการ ประกอบด้วย สำนักงาน ห้องทำงานต่างๆ ห้องประชุม
๙) อาคารสำนักงานและฝึกอบรม ประกอบด้วย ห้องทำงาน ห้องฝึกอบรม ห้องประชุม ห้องปฏิบัติการทางเคมี ห้องอาหาร
๑๐) อาคารรักษาความปลอดภัย เป็นอาคารทางเข้าบริเวณโรงไฟฟ้า ประกอบด้วย เจ้าหน้าที่และอุปกรณ์เครื่องมือของระบบรักษาความปลอดภัยต่างๆ
๑๑) อาคารโรงสูบน้ำ เป็นอาคารที่สูบน้ำจากแหล่งน้ำธรรมชาติภายนอก เพื่อนำมาควบแน่นไอน้ำในระบบผลิตไอน้ำ ประกอบด้วย ชุดปั๊มน้ำ และอุปกรณ์ประกอบต่างๆ
๑๒) ส่วนประกอบอื่นๆ ได้แก่ ระบบสายส่งไฟฟ้าแรงสูง และหอระบายความร้อน (ถ้าไม่มีแหล่งน้ำธรรมชาติขนาดใหญ่)
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์แบ่งการทำงานออก เป็น ๒ ส่วนใหญ่ๆ คือ
๑) ส่วนผลิตความร้อน ได้แก่ เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ ระบบน้ำระบายความร้อน และเครื่องผลิตไอน้ำ
๒) ส่วนผลิตกระแสไฟฟ้า ประกอบด้วย กังหันไอน้ำ และเครื่องกำเนิดไฟฟ้า โดยส่วนผลิตความร้อนจะส่งผ่านความร้อนให้กระบวนการผลิตไอน้ำ เพื่อนำไปใช้ผลิต ไฟฟ้าต่อไป
พิจารณาจากหลักการทำงาน อาจแบ่งโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ออกได้เป็น ๓ แบบดังนี้
๑. โรงไฟฟ้านิวเคลียร์แบบปฏิกรณ์ความดันสูง (Pressurized Water Reactor : PWR)
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์แบบ PWR มีหลักการทำงานคือ เมื่อเครื่องปฏิกรณ์ทำงาน จะเกิดปฏิกิริยาแตกตัวกับเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ ทำให้เกิดความร้อน กัมมันตรังสี และผลิตผล จากการแตกตัว (fission product) หรือกาก เชื้อเพลิง โดยความร้อนจากเชื้อเพลิงจะถ่ายเทให้แก่น้ำระบายความร้อนวงจรที่ ๑ ซึ่งไหลเวียนตลอดเวลาด้วยปั๊มน้ำ โดยมีเครื่องควบคุมความดันคอยควบคุมความดันภายในระบบให้สูงและคงที่ ส่วนน้ำที่รับความร้อนจากเชื้อเพลิงจะไหลไปยังเครื่องผลิตไอน้ำ และถ่ายเทความร้อนให้ระบบน้ำวงจรที่ ๒ ซึ่งแยกเป็นอิสระจากกัน ทำให้น้ำเดือดกลายเป็นไอน้ำแรงดันสูง และถูกส่งผ่านไปหมุนกังหันไอน้ำ และเครื่องกำเนิด ไฟฟ้าซึ่งต่ออยู่กับกังหันไอน้ำ เมื่อเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหมุน จะเกิดกระแสไฟฟ้าที่สามารถนำไปใช้งานได้ต่อไป ไอน้ำแรงดันสูงที่หมุนกังหันไอน้ำแล้ว จะมีแรงดันลดลง และถูกส่งผ่านมาที่เครื่องควบแน่นไอน้ำ เมื่อไอน้ำได้รับความเย็นจากวงจรน้ำเย็นจะกลั่นตัวเป็นน้ำและส่งกลับไปยังเครื่องผลิตไอน้ำด้วยปั๊มน้ำ เพื่อรับความร้อนจากระบบน้ำวงจรที่ ๑ วนเวียนเช่นนี้ตลอดการเดินเครื่องปฏิกรณ์
๒. โรงไฟฟ้านิวเคลียร์แบบปฏิกรณ์น้ำเดือด (Boiling Water Reactor : BWR)
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์แบบ BWR มีหลัก การทำงานคล้ายโรงไฟฟ้านิวเคลียร์แบบ PWR แต่มีข้อแตกต่างกันที่ส่วนผลิตความร้อน เพราะความร้อนจากเชื้อเพลิงที่ถ่ายเทให้แก่วงจรน้ำระบายความร้อน จะทำให้น้ำเดือดกลายเป็นไอน้ำไปหมุนกังหันไอน้ำโดยตรง โดยไม่มีระบบน้ำวงจรที่ ๒ มารับความร้อน เหมือนแบบ PWR
๓. โรงไฟฟ้านิวเคลียร์แบบปฏิกรณ์น้ำมวลหนัก (Pressurized Heavy Water Reactor : PHWR)
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์แบบ PHWR หรือมีชื่อทางการค้าว่า แคนดู (CANDU : CANada Deuterium Uranium) มีหลักการทำงานเหมือนโรงไฟฟ้าแบบ PWR แต่แตกต่างกันที่เครื่องปฏิกรณ์จะวางในแนวนอน ใช้ยูเรเนียมธรรมชาติเป็นเชื้อเพลิง และใช้น้ำมวลหนัก (Heavy water : D2O) เป็นสาร ระบายความร้อนและสารหน่วงนิวตรอน
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์มีส่วนเกี่ยวข้องกับสิ่งแวดล้อมในหลายขั้นตอน เริ่มตั้งแต่ขั้นตอนการทำเหมืองแร่ยูเรเนียม การผลิตเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ การเดินเครื่องปฏิกรณ์ การจัดการเชื้อเพลิงที่ใช้แล้วและกากกัมมันตรังสี แต่ละขั้นตอนจะต้องควบคุมอย่างใกล้ชิด ให้เป็นไปตามกฎระเบียบอย่างเข้มงวดและรัดกุม เพื่อป้องกันอุบัติเหตุที่อาจทำให้เกิดการแพร่กระจายของกัมมันตรังสี และส่งผล กระทบต่อสิ่งแวดล้อมได้
๑. ขั้นตอนการทำเหมือง
การทำเหมืองแร่ยูเรเนียมมี ๒ แบบ คือ แบบเปิดและแบบปิด โดยจะมีฝุ่นละอองจาก ธาตุยูเรเนียม ธาตุทอเรียม และก๊าซเรดอน ฟุ้งกระจายไปทั่วบริเวณเหมือง นอกจากนี้ยังมีตะกอนโลหะและสารกัมมันตรังสีปะปน อยู่บ้างเล็กน้อย ดังนั้น จึงอาจทำให้อากาศและพื้นที่บริเวณนั้นมีการปนเปื้อนรังสีและสารโลหะหนักได้ ถ้าไม่ปฏิบัติตามวิธีการที่ถูกต้อง
๒. ขั้นตอนการผลิตเชื้อเพลิงนิวเคลียร์
ทุกขั้นตอนการผลิตเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ ตั้งแต่การแต่งแร่ จนถึงการสร้างประกอบมัดเชื้อเพลิง จะมีสารกัมมันตรังสีปะปนอยู่ทุกขั้นตอน แต่ปริมาณสารรังสีจะต้องไม่เกิน มาตรฐานความปลอดภัยที่กำหนดไว้
๓. ขั้นตอนการเดินเครื่องโรงไฟฟ้านิวเคลียร์
ขณะเดินเครื่องปฏิกรณ์ ในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์จะเกิดความร้อน สารกัมมันตรังสี และผลิตผลจากการแตกตัวตลอดเวลา ซึ่งสารกัมมันตรังสีและความร้อนจากเครื่องปฏิกรณ์ส่วนใหญ่จะถูกควบคุมไว้ในอาคารคลุมปฏิกรณ์และอาคารกังหันไอน้ำ ซึ่งเป็นระบบปิดทั้งหมด ทั้งกากรังสีระดับต่ำ ปานกลาง และสูง กากแต่ละประเภทจะมีวิธีจัดการที่เหมาะสม เพื่อให้เกิดผลกระทบ ต่อสิ่งแวดล้อม อันได้แก่ อากาศ น้ำ พื้นดิน และสิ่งมีชีวิต (คน สัตว์ และพืช) น้อยที่สุด
๔. ขั้นตอนการจัดเก็บเชื้อเพลิงใช้แล้ว
เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ที่ผ่านการใช้งานแล้ว จะกลายสภาพเป็นสารกัมมันตรังสีระดับสูง ซึ่งต้องควบคุมดูแลอย่างเข้มงวดรัดกุม เพื่อป้องกันกัมมันตรังสีรั่วไหล และเพื่อความปลอดภัยสูงสุดต่อสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อม โดยมีวิธีการจัดการหลายขั้นตอน เช่น การเก็บไว้ในบ่อน้ำนิรภัย การใส่ในภาชนะป้องกันรังสีและฝังไว้ใต้ดินดังที่ได้กล่าวมาแล้ว ปัจจุบัน มัดเชื้อเพลิงใช้แล้วจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ส่วนใหญ่ถูกเก็บไว้ในบ่อน้ำขนาดใหญ่ที่มีระบบระบายความร้อนตลอดเวลา แต่บางแห่งเก็บเชื้อเพลิงใช้แล้วไว้ในถังเก็บพิเศษ (Dry cask storage) ซึ่งอยู่ภายในบริเวณโรงไฟฟ้า
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์มีทั้งข้อดีและปัญหา อุปสรรคหลายประการที่จะต้องพิจารณาเพื่อนำมาประกอบการตัดสินใจว่า ควรจะใช้ พลังงานนิวเคลียร์ผลิตกระแสไฟฟ้าหรือไม่
ข้อดี
๑. ให้กำลังผลิตสูงกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับการผลิตไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานอื่น เพราะโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ๑ เครื่อง มีกำลังผลิตสูงสุด ๑,๕๐๐ เมกะวัตต์ เทียบกับกำลังผลิตไฟฟ้าพลังน้ำจากเขื่อนภูมิพลที่ จังหวัดตาก ๗๓๐ เมกะวัตต์ โรงไฟฟ้าถ่านหินที่อำเภอแม่เมาะ จังหวัดลำปาง ๑ เครื่อง ๓๐๐ เมกะวัตต์ และโรงไฟฟ้าน้ำมันเตา/ก๊าซธรรมชาติที่อำเภอบางปะกง จังหวัดฉะเชิงเทรา ๑ เครื่อง ๖๐๐ เมกะวัตต์
๒. ช่วยประหยัดทรัพยากรพลังงานอื่นๆ และใช้พื้นที่ในการก่อสร้างไม่มาก
๓. เป็นแหล่งผลิตไฟฟ้าที่มีเสถียรภาพ และมั่นคง สามารถเดินเครื่องได้อย่างต่อเนื่อง นานถึง ๑๘ เดือน โดยไม่ต้องหยุดเครื่อง หากเป็นโรงไฟฟ้ารุ่นใหม่จะเดินเครื่องต่อเนื่องได้นานขึ้นถึง ๒๔ เดือน
๔. ต้นทุนการผลิตไฟฟ้าต่ำและมีเสถียรภาพ
๕. เป็นแหล่งผลิตไฟฟ้าพลังงานสะอาด ไม่ปลดปล่อยเขม่าควัน ก๊าซพิษ และของเสียออกมาสู่สิ่งแวดล้อม
๖. มีอายุการใช้งานยาวนาน ๔๐ ปี หากเป็นโรงไฟฟ้ารุ่นใหม่จะมีอายุการใช้งาน ยาวนานถึง ๖๐ ปี
๗. ช่วยส่งเสริมในด้านการพัฒนาบุคลากรของชาติ ให้มีความรู้ความเชี่ยวชาญ ในเทคโนโลยีนิวเคลียร์และสาขาที่เกี่ยวข้อง
๘. เป็นแหล่งสร้างงาน สร้างอาชีพ ก่อให้เกิดอุตสาหกรรมต่อเนื่องขึ้นมากมาย
ปัญหาอุปสรรค
๑. การไม่เป็นที่ยอมรับของสาธารณ ชน เพราะเกรงกลัวอันตรายที่จะเกิดขึ้น ทั้งนี้เพราะคำว่านิวเคลียร์ ทำให้คนส่วนมากนึกถึง ระเบิดนิวเคลียร์ อีกทั้งมีเหตุการณ์เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ระเบิดที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ เมืองเชอร์โนบิล ประเทศรัสเซีย เมื่อ พ.ศ. ๒๕๒๙ ทำให้ต้องมีการอพยพประชาชน ออกจากพื้นที่เป็นจำนวนมาก มีพนักงานของโรงไฟฟ้าและเจ้าหน้าที่ดับเพลิงได้รับบาดเจ็บจากการได้รับรังสีเข้ารับการรักษาตัว จำนวนประมาณ ๓๐๐ คน และมีผู้เสียชีวิตจำนวน ๓๑ คน ซึ่งส่วนใหญ่เป็นเจ้าหน้าที่ดับเพลิง ยิ่งตอกย้ำความน่าสะพรึงกลัวเพิ่มมากขึ้น
๒. การเลือกสถานที่ตั้งโรงไฟฟ้ามีหลักเกณฑ์และมาตรการที่เข้มงวดรัดกุมมาก ทำให้หาสถานที่ก่อสร้างได้ยาก
๓. เงินลงทุนสำหรับการก่อสร้างสูงมาก ทั้งนี้เพราะต้องเสริมระบบความปลอดภัยต่างๆมากมาย
๔. ใช้ระยะเวลาในการเตรียมงานและการดำเนินการยาวนาน ๑๐ ปีขึ้นไป
๕. ต้องการแหล่งน้ำขนาดใหญ่ เพื่อใช้ควบแน่นไอน้ำในระบบผลิตไอน้ำ
๖. ยังไม่มีวิธีการจัดการกากกัมมันตรังสีระดับสูงให้หมดความเป็นสารรังสีได้ใน ระยะเวลาอันสั้น ดังนั้น จึงต้องเก็บรักษากากนิวเคลียร์ไว้ในสภาพที่ปลอดภัยเช่นที่กระทำอยู่ในปัจจุบันเท่านั้น
โรงงานไฟฟ้านิวเคลียร์.( ออนไลน์ ).เข้าถึงได้จาก